基于“宏观辨识与微观探析”的Gaussian计算软件在辅助高中化学教学中的研究

吴艳琦 刘亚成 洪丹玉

摘要：以高中化学选修《有机化学基础》中“乙酸和乙醇的酯化反应”为例，基于宏观展示现象、微观体现本质的教学思想，依据学生认知结构，结合量子化学计算软件Gaussian和GaussView，从宏观和微观两个角度展开教学，优化分子结构、分析化学性质、展示反应机理，从而突破教学重难点，培养学生“宏观辨识与微观探析”的化学学科核心素养。

关键词：核心素养;宏观辨识;微观探析;分子结构;反应机理

文章编号：1008-0546（2021）07-0029-04 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.07.008

一、引言

化学是一门从离子、原子和分子水平上对物质组成、结构、性质、反应及应用进行研究的科学，其研究对象属于微观层面，无法通过直观感受去感知。因此，普通高中化学课程标准（2017年版）提出的五大化学学科核心素养中，“宏观辨识与微观探析”是化学这门学科所特有的认识物质的视角，其关注点是与化学学科相关的思想观念的形成;而“证据推理与模型认知”则是一种推理求证的思维方式，其关注点是化学学科思维方法的建构[1]。

课程标准将“微观探析”具体阐述为：能从元素和原子、分子水平认识物质的组成、结构、性质和变化，形成“结构决定性质”的觀念[2]。然而，以有机化学为例，在前置教学过程中对于有机物的结构特征仅是从结构式、结构简式及键线式等平面二维模型使学生对其初步认识，尽管在教学过程中常用到的实体球棍分子模型能让学生对分子的立体结构进行辨析和理解，但这并不能将性质与立体结构进行联系，难以让学生真正形成“结构决定性质”的观念。……